CN101858285A - 用于减少燃料析蜡的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于减少燃料析蜡的装置。提供一种用于内燃机的燃料滤清器，包括构造成将燃料从燃料箱运输至内燃机的燃料管道。燃料滤清器歧管具有用于与燃料管道流体连通的进口和出口。燃料滤清器罩与燃料滤清器歧管相连并构造成从燃料滤清器歧管接收燃料以及将燃料配送至燃料滤清器歧管。滤清器元件设置在燃料滤清器罩内部位于进口和出口之间，并构造成对流经燃料滤清器罩的燃料进行过滤。电磁换能器与燃料滤清器相连并构造成发射作用于燃料的高频波，以通过超声空化来减小悬浮在燃料中的蜡结晶物。

Description

用于减少燃料析蜡的装置

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及一种用于内燃机的燃料供给系统，更为具体地，涉及一种用于防止由低温下燃料的蜡结晶所导致的燃料滤清器元件堵塞的装置。

背景技术

用于内燃机的燃料，例如柴油、煤油、轻质油、生物燃料或它们的组合，会包括一种蜡成分，其在低于大约-10摄氏度的温度下易于结晶(″析蜡″)。悬浮的蜡结晶物可附着于燃料滤清器的过滤介质上或被该过滤介质捕集，从而导致该燃料滤清器局部地或完全地堵塞。该燃料滤清器的这种堵塞会引起供给发动机的燃料流的中断，从而导致发动机输出的降低或发动机失速。

为减轻此种燃料固有的析蜡问题所做的尝试已经涉及加热元件在供给发动机的燃料系统中的应用。这种加热元件可包括燃料箱或燃料管路加热器以及发动机本体加热器或换热器。加热燃料从燃料喷射系统到燃料箱的再循环也已经被利用。尽管这些以及其他用于防止燃料析蜡的方法已经取得了一些成效，但这些装置利用了大量的能量因此降低了发动机的效率，这些装置很昂贵且不能足够迅速地运行，尤其是在低温发动机的启动过程之后，因为对全部燃料体积进行加热而不是直接处理悬浮在其中的蜡结晶物。

因此，期望提供一种能有效地消除由燃料蜡结晶引起的柴油燃料滤清器堵塞且在发动机整个运行温度范围内有效和高效的装置。

发明内容

本发明的一个示例性实施方式中，一种用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，包括构造成发射高频声波或压力波的超声换能器，该声波或压力波冲击悬浮在燃料中的蜡结晶物以通过超声空化来减小蜡结晶物的尺寸。

本发明的另一个示例性实施方式中，一种用于内燃机的燃料系统，包括燃料贮存器和构造成通过与燃料贮存器和燃料泵流动连通的燃料管道从燃料贮存器抽取燃料的燃料泵。与燃料管道流体连通的燃料滤清器包括具有用于从燃料管道接收燃料以及将燃料送回燃料管道的燃料进口和燃料出口的燃料歧管。超声换能器与燃料滤清器歧管相连并构造成发射作用于燃料的高频声波或压力波，以通过超声空化来减小悬浮在燃料中的蜡结晶物的尺寸。

本发明的又一个示例性实施方式中，一种用于内燃机的燃料系统，包括燃料贮存器和用于通过与燃料贮存器和燃料泵流体连通的燃料管道从燃料贮存器抽取燃料的燃料泵。与燃料管道流体连通的燃料滤清器包括用于从燃料管道接收燃料以及将燃料送回燃料管道的燃料进口和燃料出口。超声换能器设置在燃料进口附近并构造成发射作用于悬浮在燃料中的蜡结晶物的高频声波或压力波，以通过超声空化来减小蜡结晶物的尺寸。

本发明还提供了以下方案。

方案1：一种用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，包括：

超声换能器，构造成发射作用于悬浮在燃料中的蜡结晶物的高频声波或压力波，以通过超声空化来减小所述蜡结晶物的尺寸。

方案2：如方案1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，进一步包括：

控制器，构造成基于影响燃料的状态来启动超声换能器的运行。

方案3：如方案2所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳定性的状态包括环境温度。

方案4：如方案2所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳定性的状态包括燃料温度。

方案5：如方案1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中所述高频声波或压力波处于大约20千赫至大约200兆赫的超声波范围。

方案6：一种用于内燃机的燃料系统，包括：

燃料贮存器；

燃料泵，其构造成通过与贮存器和燃料泵流动连通的燃料管道从燃料储贮存器抽取燃料；

与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括具有用于从燃料管道接收燃料并将燃料送回燃料管道的燃料进口和燃料出口的燃料歧管；和

超声换能器，其与所述燃料滤清器歧管相连并构造成发射作用于燃料的高频声波或压力波，以通过超声空化减小悬浮在燃料中的蜡结晶物的尺寸。

方案7：如方案6所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括：

控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态来启动所述超声换能器的运行。

方案8：如方案7所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包括环境温度。

方案9：如方案7所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包括燃料温度。

方案10：如方案6所述的用于内燃机的燃料系统，其中所述高频声波或压力波处于大约20千赫至大约200兆赫的超声波范围。

方案11：一种用于内燃机的燃料系统，包括：

燃料贮存器；

燃料泵，用于通过与所述贮存器和所述燃料泵流体连通的燃料管道从燃料贮存器抽取燃料；

与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括用于从燃料管道接收燃料以及将燃料送回燃料管道的燃料进口和燃料出口；和

超声换能器，其设置在燃料进口附近并构造成发射作用于悬浮在燃料中的蜡结晶物的高频声波或压力波，以通过超声空化来减小蜡结晶物的尺寸。

方案12：如方案11所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括：

换能器歧管，其与燃料管道流体连通并设置在燃料滤清器的上游，所述换能器歧管构造成将所述超声换能器接收在其中。

方案13：如方案11所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括：

控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态来启动超声换能器的运行。

方案14：如方案13所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包括环境温度。

方案15：如方案13所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包括燃料温度。

方案16：如方案11所述的用于内燃机的燃料系统，其中所述高频声波或压力波处于大约20千赫至大约200兆赫的超声波范围。

结合附图，通过以下对实施本发明的最佳方式的详细描述，将易于体现本发明的上述特征和优点及其他特征和优点。

附图说明

以下对实施方式的详细说明，仅通过示例的方式体现其它的目的、特征、优点和细节，详细说明部分参考如下附图：

图1是用于实施本发明的内燃机的燃料系统的示意图；和

图2是用于实施本发明的内燃机的燃料系统的第二实施方式的示意图。

具体实施方式

根据本发明的一示例性实施方式，用于如柴油机12这样的内燃机中的燃料系统10在图1中示出。该燃料系统10包括燃料箱14和构造成将燃料从燃料箱14输送至燃料系统10各部件的燃料管道16。与燃料管道相连的是燃料泵18，其构造成从燃料箱14抽取燃料34并将燃料加压至可被燃料喷射器(未示出)喷射入柴油机12的适当水平。燃料回流管路19使过多的燃料从该燃料喷射器返回到该燃料箱14。与燃料管道16相连的还有燃料滤清器总成20。该燃料滤清器总成20可包括具有与燃料管道16流体连通的进口24和出口26的燃料歧管22。燃料滤清器罩28构造成附接于燃料歧管22并具有与燃料歧管22的进口24和出口26流体连接的进口30和出口32。燃料滤清器罩38可以永久地附接于燃料滤清器歧管22，例如通过焊接或类似的方式，或者为了便于更换燃料滤清器罩38也可以是可拆卸的。当附接于燃料歧管22时，燃料滤清器罩28以及与其依次相连的进口和出口24、26限定出用于燃料34通过燃料滤清器总成20的燃料通道。

燃料滤清器罩28中布置有滤清器元件36。滤清器元件可以是纤维、纸、丝网或其它适于去除悬浮在燃料34中的污染物的结构或材料。该滤清器元件36布置在燃料滤清器罩28内部位于进口30和出口32之间，以使得流过燃料滤清器总成20的燃料34从滤清器进口30流至滤清器出口32时必然穿过该滤清器元件。

在一个非限制性的实施方式中，超声换能器38构造成安装在燃料歧管22中。该超声换能器构造成在通过控制器42启动时发射高频声波或压力波。在一个非限制性的实施方式中，高频声波或压力波的波频处于的超声波范围可包括从大约20千赫至大约200兆赫的范围，如以下进一步细节所描述的那样，可选择实际频率以用于有效破坏悬浮在燃料中的蜡结晶物。该超声换能器38优选地邻近于或紧靠燃料歧管22的进口24安装，从而使得高频声波或压力波作用于驻留在燃料歧管22中的燃料34，以在蜡结晶物进入燃料滤清器罩28之前通过超声空化减小该蜡结晶物。由于产生位于该超声波范围内的波所需的较高功率需求，该超声换能器38可以设置成直接与该歧管22中的燃料34流体接触以改善对悬浮其中的蜡结晶物的减小。通过该超声换能器38发射的高频声波或压力波所致使的悬浮蜡结晶物尺寸的物理减小，允许蜡结晶物穿过滤清器元件36而不被滤清器元件捕集或附着于滤清器元件上。因此，防止了燃料滤清器元件的堵塞，并且便于燃料34至柴油机12的燃料系统的无限制流动。

超声换能器38的运行，可基于通过温度传感器46测定的环境温度、通过温度传感器48测定的燃料箱14中的燃料温度或通过会影响与燃料中产生析蜡有关的燃料34稳定性的其它状态，由控制器42来启动。如果控制器42测定出燃料位于或低于可能出现燃料析蜡的预定温度，则通过控制器启动超声换能器38，此时进入燃料滤清器总成20的燃料34将遭受高频波。

在如图2所示的本发明的另一实施方式中，相同的数字用来表示已描述过的相同结构特征，超声换能器38构造成安装在与燃料管道16相连的换能器歧管44中。该换能器歧管44优选位于，紧靠燃料滤清器罩28的进口30上游的位置。如所示的那样，超声换能器构造成在通过控制器42启动时发射高频声波或压力波。在一非限制性实施方式中，处于大约20千赫至200兆赫的超声波范围的高频声波或压力波，作用于驻留在直接位于燃料滤清器20的进口30上游的换能器歧管44中的燃料34，以在蜡结晶物进入燃料滤清器之前通过超声空化减小该蜡结晶物。通过超声换能器38发射高频声波或压力波所致使的蜡结晶物的减小，防止了燃料滤清器元件36的堵塞，并由此允许燃料34至柴油机12的燃料系统的无限制流动。

尽管已经参考示例性实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应当认为可在不脱离本发明范围的情况下对其做出各种改变并且等价物可替代其元件。另外，在不脱离本发明实质范围的情况下基于本发明的教导可进行许多修改以适应特定的情况或材料。因此，本发明并不旨在局限于作为实施本发明的最佳方式进行描述的特定实施方式，本发明将包括落入本发明应用范围的所有实施方式。

Claims (10)

1.一种用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，包括：

超声换能器，构造成发射作用于悬浮在燃料中的蜡结晶物的高频声波或压力波，以通过超声空化来减小所述蜡结晶物的尺寸。

2.如权利要求1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，进一步包括：

控制器，构造成基于影响燃料的状态来启动超声换能器的运行。

3.如权利要求2所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳定性的状态包括环境温度。

4.如权利要求2所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳定性的状态包括燃料温度。

5.如权利要求1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中所述高频声波或压力波处于大约20千赫至大约200兆赫的超声波范围。

6.一种用于内燃机的燃料系统，包括：

燃料贮存器；

燃料泵，其构造成通过与贮存器和燃料泵流动连通的燃料管道从燃料储贮存器抽取燃料；

与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括具有用于从燃料管道接收燃料并将燃料送回燃料管道的燃料进口和燃料出口的燃料歧管；和

超声换能器，其与所述燃料滤清器歧管相连并构造成发射作用于燃料的高频声波或压力波，以通过超声空化减小悬浮在燃料中的蜡结晶物的尺寸。

7.如权利要求6所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括：

控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态来启动所述超声换能器的运行。

8.如权利要求7所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包括环境温度。

9.如权利要求7所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包括燃料温度。

10.一种用于内燃机的燃料系统，包括：

燃料贮存器；

燃料泵，用于通过与所述贮存器和所述燃料泵流体连通的燃料管道从燃料贮存器抽取燃料；

与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括用于从燃料管道接收燃料以及将燃料送回燃料管道的燃料进口和燃料出口；和

超声换能器，其设置在燃料进口附近并构造成发射作用于悬浮在燃料中的蜡结晶物的高频声波或压力波，以通过超声空化来减小蜡结晶物的尺寸。

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